ENVIRONNEMENTS ET CLIMATS DU PASSÉ : Second bilan Eclipse

Conférence de presse Mardi 16 octobre 2007 à 11H00 CNRS, 3, rue Michel-Ange, Paris 16e

Contact presse Claire Le Poulennec T 01 44 96 49 88 Claire.le-poulennec@cnrs-dir.fr

Contact communication INSU Christiane Grappin T 01 44 96 43 37 Christiane.grappin@cnrs-dir.fr

Conférence de presse ENVIRONNEMENTS ET CLIMATS DU PASSÉ : Second bilan du programme Eclipse

Mardi 16 octobre 2007 à 11H00

Sommaire

Programme de la conférence de presse

Les intervenants

Présentation du programme Eclipse

Climats du passé

Biodiversité

Hommes et hominidés

Projets financés par Eclipse II

Programme du colloque Eclipse du 15 et 16 octobre 2007

Programme de la conférence de presse

Introduction Bruno Goffé, directeur adjoint scientifique de l’INSU pour les sciences de la Terre. Le programme Eclipse Anne-Marie Lézine, co-responsable du programme Eclipse. Directeur de recherche CNRS au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (CNRS/CEA/Université Versailles Saint-Quentin). Climats du passé Gilles Ramstein, co-responsable du programme Eclipse. Directeur de recherche CES au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (CNRS/CEA/Université Versailles Saint-Quentin). Biodiversité Jean Broutin, membre du comité scientifique d’Eclipse. Professeur de l’Université Pierre et Marie Curie – Paris 6, chercheur au laboratoire Paléodiversité et paléoenvironnement (CNRS/MNHN/Université Paris 6). Hommes et hominidés Michel Brunet, membre du comité scientifique d’Eclipse. Professeur de l’Université de Poitiers, directeur du Laboratoire de géobiologie, biochronologie et paléontologie humaine (CNRS/Université de Poitiers).

Les intervenants

Contact T 01 69 08 38 22 anne-marie.lezine@lsce.ipsl.fr

Anne-Marie Lézine est directeur de recherche CNRS au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement à Gif-sur-Yvette. Spécialiste des paléoenvironnements tropicaux quaternaires d’Afrique et d’Asie, elle a occupé pendant cinq ans les fonctions de chargée de mission au CNRS pour les questions de paléoenvironnements et paléoclimats. Son parcours universitaire qui avait débuté par des études d’histoire pour aboutir à une thèse de géologie lui a permis d’assurer la pluridisciplinarité du programme Eclipse « Environnement et Climat du Passé, histoire et évolution » qui regroupe des chercheurs des sciences de la vie, des sciences de l’homme et des sciences de l’Univers. Anne-Marie Lézine est palynologue : elle utilise les grains de pollen fossilisés au fond des lacs ou des océans pour reconstituer les environnements passés. Elle s’intéresse à l’influence des variations climatiques et des activités humaines sur la biodiversité et les écosystèmes, non seulement dans les régions aujourd’hui désertiques d’Afrique, d’Arabie ou d’Inde mais également dans les régions équatoriales. Anne-Marie Lézine coordonne un réseau scientifique international en Afrique depuis de nombreuses années.

Contact T 01 69 08 64 95 Gilles.Ramstein@lsce.ipsl.fr

Gilles Ramstein est directeur de recherche au Commissariat à l'énergie atomique de Saclay. Il s’occupe du département climat du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement, département qui regroupe une centaine de personnes. Après un début de carrière en physique des accélérateurs, il s’est intéressé aux changements climatiques et à leur influence sur le développement de la vie. Depuis huit ans, il est co-responsable avec Anne-Marie Lezine du programme Eclipse. Il est spécialiste en modélisation des climats du système Terre faisant intervenir une hiérarchie de modèles à différentes échelles de temps. Son travail porte sur les climats passés et futurs à long terme (au delà des 50 prochaines années), sur le cycle du carbone et sur l’impact des changements climatiques sur les calottes glaciaires.

Contact T 01 44 27 48 65 jbroutin@snv.jussieu.fr

Jean Broutin est professeur de paléobotanique et de paléoécologie à l’Université Pierre et Marie Curie – Paris 6 et chercheur au laboratoire Paléodiversité et paléoenvironnements, à Paris. Il est spécialiste de l’évolution des flores et des paysages végétaux du Paléozoïque supérieur et de la transition Paléozoïque – Mésozoïque. Ses terrains de recherche couvrent les marges nord et sud de l’océan Téthys, de l’Europe du Sud à l’Oural et du Brésil à la Chine du Sud, en passant par le Maroc et la péninsule Arabique. Il s’attache à associer étroitement paléobotanique et environnements sédimentaires, l’analyse de la dynamique spatio-temporelle à grande échelle du couvert végétal terrestre permettant alors de déceler les changements biogéographiques et climatiques globaux. Dans ce cadre, les découvertes paléobotaniques sont utilisées pour tester les modélisations géodynamiques et paléoclimatiques globales.

Contact T 05 49 45 37 53 michel.brunet@univ-poitiers.fr

Michel Brunet est professeur à l’Université de Poitiers. Il dirige le Laboratoire de géologie, bio chronologie et paléontologie humaine et l’Institut international de paléoprimatologie et paléontologie humaine : évolution et paléoenvironnements (Poitiers). Après un doctorat en paléontologie de la Sorbonne et un doctorat d’état en sciences naturelles de l’Université de Poitiers, il travaille, à partir de 1976, sur la paléontologie humaine en Afghanistan et en Irak, puis en Afrique de l’Ouest. Il réalise les premières campagnes de terrain au Cameroun en 1984 et au Tchad en 1994, initiant ainsi la Mission paléoanthropologique franco-tchadienne, pour rechercher l’origine, documenter l’évolution et les environnements des premiers hominidés dans le paléobassin du Lac Tchad, qui se trouve aujourd’hui dans le désert du Djourab. En 1995, il découvre un nouvel hominidé, Australopithecus bahrelghazali, vieux de 3,5 millions d’années, surnommé Abel, le premier que l’on connaisse à l’Ouest du Rift africain. Il découvre ensuite le plus ancien hominidé jamais retrouvé, Sahelanthropus tchadensis, un crâne complet vieux de 7 millions d’années, surnommé Toumaï. Ce résultat paraît dans la revue Nature en 2002. Plus récemment, il a dirigé des recherches de terrain sur les primates fossiles en Lybie et en Egypte (avec l’Université de Tripoli et l’Université du Caire.

Le Programme Eclipse Le programme, sa durée, ses acteurs Quelles ont été les relations d’interdépendance entre le climat, l’environnement et le vivant et comment celles-ci ont-elles évolué depuis le début de l’histoire de la Terre ? Quel a été l’effet de la « Terre boule de neige », il y a 735 millions d’années, sur l’environnement et les micro-organismes ? Comment les changements du climat et de l’environnement ont-ils joué sur les populations humaines et inversement ? Ces questions ont donné naissance, en 2000, au programme Eclipse (Environnement et climat du passé : histoire et évolution) financé par le CNRS, qui réunit des chercheurs de disciplines différentes afin d’examiner ensemble les mêmes questions. Ainsi, ce programme, piloté par l’INSU, concerne à la fois les Départements des sciences de la vie, des sciences de l’homme et de la société, et des sciences de l’Univers. Il rassemble tous les chercheurs qui travaillent sur les paléomilieux : paléontologues, géologues, géographes, biologistes, chimistes, historiens, anthropologues… Il a été reconduit en 2004 pour une durée de quatre ans et a alors pris le nom d’Eclipse II. Les recherches d’Eclipse II consistent à collecter les indices de la variabilité climatique et de son impact sur les milieux, les populations et les écosystèmes, et à’étudier les mécanismes de dispersion et de diversification des espèces. Pour cela, les scientifiques ont intégré aux modèles climatiques les données paléoenvironnementales issues des milieux océaniques et continentaux, recherché de nouvelles archives climatiques et précisé la mesure du temps. Un second type de démarche a consisté à étudier, à l'échelle géologique, comment le monde vivant répond aux changements climatiques et environnementaux. Les scientifiques ont étudié les grandes crises de l'histoire de la Terre, en recherchant les mécanismes de rétroaction de la tectonique et du vivant sur le climat. Ils ont ainsi modélisé les grands cycles géochimiques. Le point fort d’Eclipse Ce programme a réuni des communautés scientifiques qui, jusqu’à présent, n’interféraient que très peu. Pour Anne-Marie Lézine, co-responsable du programme, « C’est une force du CNRS que d’avoir su faire émerger, à côté des disciplines traditionnelles, une structure originale, pluridisciplinaire, créatrice de recherches innovantes. ». Eclipse s’est doté des moyens nécessaires à cette pluridisciplinarité au travers d’écoles, de tables rondes et surtout d’une base de données spécifique, mise en place par les informaticiens du GIS MEDIAS-France. Cette dernière est un formidable outil d’échange, où tous les projets et leur moisson de données sont déposés, et un outil de coopération scientifique entre naturalistes et modélisateurs du paléoclimat. Eclipse a également bénéficié de moyens analytiques lourds dont la France était dépourvue, notamment dans le domaine de la mesure du temps, comme des spectromètres de masse par accélérateur pour le radiocarbone et pour le béryllium-10, indispensables à l’établissement de chronologies précises du changement climatique et à l’étude de sa variabilité.

Eclipse a généré une importante production scientifique : environ 300 projets de recherche y ont été proposés depuis son lancement et près de 800 articles ont été publiés dans des revues à comité de lecture. Comité scientifique d’Eclipse II (2003-2007) Direction Scientifique : Dominique Le Quéau Coordination: Anne-Marie Lézine et Gilles Ramstein, LSCE Saclay Membres du comité scientifique : Jean Besse, IPG Paris Luc Beaufort, CEREGE Aix-en-Provence Henri Galinié, CITERES Tours Christian France-Lanord, CRPG Nancy Elisabeth Verges, ISTO Orleans Jean Broutin, Paléobiodiversité et paléoenvironnements, Paris Michel Brunet, Géobiologie, biochronologie et paléontologie humaine, Poitiers Michel Magny, Chrono-écologie, Besançon Joël Guiot, CEREGE Aix-en-Provence Rachid Cheddadi, ISEM Montpellier Francesco D’Errico, PACEA Talence Yves Godderis, LMTG Toulouse Christophe Lecuyer, PEPS Villeurbanne Le site du programme Eclipse http://eclipse.mediasfrance.org/

Le journal du CNRS n° 166-167 novembre-décembre 2003

IN SITU 37

> À L'AFFICHE

> ERRATUM

NOMINATIONBERNARD DUBUISSON, enseignant-chercheur,vient d’être nommé directeur du départementNouvelles Technologies pour la société, au ministère de la Recherche et des NouvellesTechnologies.

DISTINCTIONSNICOLE LE DOUARIN, enseignante-chercheuseau Collège de France, première femme secrétaireperpétuelle de l’Académie des sciences, a reçu leprix Cino-del-Duca pour l’ensemble de sa carrière.

THIERRY POINSOT, directeur de recherche au CNRS à l’Institut de mécanique des fluides de Toulouse et Denis Veynante, directeur de recherche au CNRS au Laboratoire EM2C de l’École centrale de Paris, viennent de recevoir le prix Institut français du pétrole pour leurs travaux sur la combustion turbulente.

DAVID GREMILLET, chargé de recherche au CNRS au Centre d’écologie et de physiologieénergétique, a reçu le Prix franco-britannique de la science 2003 pour ses recherches sur le grand cormoran.

MIROSLAV RADMAN, enseignant-chercheur à l’université René-Descartes (Paris V) a reçu le grand prix Inserm de la recherche médicale pour ses travaux sur l’ADN.

LES MOMIES DU TAKLAMAKAN,film d’Olivier Horn sur la découverte par des archéologues du CNRS de momies peintes et tatouées dans le désertchinois, a reçu le Prix spécial du jury du Festival du film d’aventure à Dijon.

L’EMPREINTE DES DINOSAURES,de Pierre Stine (Gédéon programme) a reçu le Grand Prix du Festival international de l’émission scientifique lors des vingtièmes rencontres « Image et science » (CNRS Images média).

LE DICTIONNAIRE COMPARÉ DU DROITD’AUTEUR ET DU COPYRIGHT,sous la direction de Marie Cornu, Isabelle de Lamberterie, Pierre Sirinelli et Catherine Wallaert, (CNRS Éditions, 2003), vient de recevoir le prix Francis-Durieux décerné par l’Académie des sciences morales et politiques.

LES LAURÉATS de la médaille d’or, des médaillesd’argent et de bronze 2003 et des Cristals 2002 duCNRS sont en ligne sur www2 .cnrs.fr/band/282.htm

PROGRAMMES SCIENTIFIQUES

Q uelles ont été les relations d’inter-dépendance dans le trio climat-environnement-vivant et comment

celles-ci ont-elles évolué depuis le début del’histoire de la Terre? Quid de l’hypothèseselon laquelle au cours du Protérozoïque,il y a 750 millions d’années, la Terre n’étaitqu’une boule de neige? Quid de l’influencedu changement climatique et de l’environ-nement sur l’évolution du vivant et lespopulations humaines? Des questions quitaraudaient Anne-Marie Lézine, chargée demission des sciences de la Terre à l’Institutnational des sciences de l’Univers1 (Insu) etGilles Ramstein, chercheur au Laboratoiredes sciences du climat et de l’environ-nement et responsable de l’équipe demodélisation du climat. Leurs interro-gations ont donné naissance en 2000 auprogramme Eclipse (Environnement et cli-mat du passé : histoire et évolution)financé par le CNRS. Programme dont les deux scientifiques assurent encoreaujourd’hui l’animation et qui a connuun franc succès puisqu’il sera reconduiten 2004 pour quatre ans. Le secret d’une telle réussite ? Pour sadirectrice Anne-Marie Lézine, palynologuede formation2, il était indispensablequ’Eclipse voie le jour sous une lumièrepluridisciplinaire. Les départements desSciences de la vie, des Sciences de l’hommeet de la société, et ceux des Sciences del’Univers ont donc réuni leurs compétences.Depuis le début de l’aventure, 64 projets et355 articles ont été publiés. « Une de nosforces, s’exclame-t-elle, c’est la mise en place de gigantesques bases de données croisées– accessibles pour la communauté scientifique

sur le Web via Médias France3 –, qui permettentdes modélisations et donnent lieu à des scénarioscohérents et quantifiables. » Bilan positif donc,grâce à une formidable entente entre deschercheurs de cultures très différentes (paléontologues, géologues, géographes,biologistes, chimistes, historiens, anthro-pologues…). «Nous sommes très fiers que leprogramme ait accueilli une partie des recherchesde Michel Brunet, à l’origine de la découvertede Toumaï. Il est d’ailleurs membre de notrecomité scientifique4», ajoute encore la spécia-liste des pollens. Eclipse II, lui, financé cette fois par l’Insuexclusivement, semble aussi prometteuravec des approches originales en biologiemoléculaire, paléogénétique (science quiétudie le matériel génétique fossile) et de nouveaux traceurs du changementclimatique. Ses responsables souhaitentaccentuer sa dimension internationale eteuropéenne par le biais de la Fondationeuropéenne de la science (ESF), par exemple,ou d’autres actions ciblées à mettre enplace avec le soutien du CNRS.

Stéphanie Bia

1. Agence de moyens du CNRS.2. Spécialiste de l’étude des grains de pollen fossiliséspour la reconstitution des paléoenvironnementsvégétaux et des paléoclimats.3. Groupe d’intérêt public pour l’élaboration duserveur de données du programme (sédimentologie,géochimie, paléontologie…) et d’une base de méta-données.4. Dirigé par Gilles Ramstein.

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CONTACTAnne-Marie Lézinelezine@lsce.saclay.cea.frPour en savoir plus :http://medias.obs-mip.fr/eclipse

C’est en Afrique notamment qu’Éclipse II étudiera la chronologieet les échanges fauniques afin decomprendre l’évolution de l’Homme.

Eclipse II : le programme au zénith

CLAUDE BELIN a été omis dans la liste des chercheurs CNRS primés par l’Académiedes sciences, dans notre précédent numéro.

> BRÈVES

CNRS-EADS : NOUVEL ENVOLLe CNRS et l’EADS (European AeronauticDefence and Space Company) ont signéen juin dernier un accord d’une duréed’au moins trois ans destiné à favoriserleurs partenariats. Une coopérationexistait déjà, mais ce nouvel accorddevrait permettre de renforcer les projets de recherche communs, notammentdans l’ingénierie des matériaux et desstructures, des systèmes embarqués, ou encore dans l’électronique et l’environnement.www2.cnrs.fr/presse/communique/708.htm

QUID DE L’AVENIR DE LA CHIMIE?La création d’un Conseil stratégique de la chimie a été évoquée le 5 juilletdernier par François Loos, ministre del’Industrie. Ce conseil pourrait reprendreles vingt-neuf propositions du rapport du député Daniel Garrigue sur l’avenir de la filière chimique en France, visant à développer la recherche et àredynamiser le secteur de l’industriechimique d’ici à 2015. Ce projet s’inscritdans le cadre d’une réforme européennede la réglementation des produitschimiques intitulée Reach (Registration,Evaluation and Authorization ofChemicals).www.industrie.gouv.fr/portail/ministre/comm.php?comm_id=5409

LA BIOINFORMATIQUE À L’HONNEURUne publication du laboratoired’informatique, de robotique et demicroélectronique de Montpellier (Lirmm,CNRS / université Montpellier-II) vientd’être distinguée par la base de donnéesinternationale Science Citation Index.L’article, paru en octobre 2003 dansSystematic Biology, a été classé « Fastbreaking paper » en environnement et écologie pour ses très nombreusescitations dans des revues scientifiques.Cette distinction met en valeur le travaildes deux chercheurs, Stéphane Guindon et Olivier Gascuel, sur la reconstructionphylogénétique. Un domaine auxapplications variées, allant de l’étude dela biodiversité à celle de la génomique.Leur nouvel algorithme a rendu possibledes études qui n’étaient pas réalisablesauparavant, en permettant de diminuerles temps de calcul. www2.cnrs.fr/presse/communique/692.htm

IN SITU 35

Le journal du CNRS n° 188 septembre 2005

ENVIRONNEMENT

Opération Database : la mission du possible

blement impliquée dans l’African Pollen Data-base, puisque l’objectif est aussi d’aider les cher-cheurs africains à se développer et à être auto-nomes dans la gestion de leurs données. « Pourcela, nous accueillons les scientifiques du continentafricain en Europe, où nous les formons et assuronsleur prise en charge. Une initiative spécifique àcette base à laquelle le CNRS apporte un soutienimportant », conclut la coordinatrice.

Stéphanie BiaÔ Pour en savoir plushttp://medias.obs-mip.fr/apd

1. Miocène : période de l’ère tertiaire caractériséenotamment par la crise messinienne (de – 5,75 à – 5,32 millions d’années). Pléistocène : de – 1,8 milliond’années à – 10 000 ans.2. Dans le cadre du Programme international de corrélationgéologique (PICG).3. Qui coordonne aussi, avec Gilles Ramstein, le programme Eclipse (« Environnement et climat du passé : histoire et évolution »), financé par l’Insu.

En Afrique, des scientifiquesrécoltent des grains depollen et les répertorient au sein d’une gigantesquebase de données. Leur but?Retracer l’évolution de labiodiversité et évaluerl’impact du climat surl’environnement depuis20000 ans.

CONTACTÔ Anne-Marie LézineLaboratoire des sciences du climat et del’environnement (LSCE), Gif-sur-Yvetteanne-marie.lezine@cea.fr

Nom de code : African Pollen Database.Mission de ce réseau international d’unecinquantaine de palynologues : mettre en

commun leurs informations sur les grains depollen – fossiles ou récents – récoltés en Afriquepour reconstituer la végétation des 15 à 20 der-niers millénaires. Mais ces données pourraientporter sur les périodes du Miocène et du Pléis-tocène 1. Précisons que les grains fossiles ont étéprélevés par carottage dans des lacs ou des océans.Une façon d’estimer l’évolution de la biodiversitéet, pour les climatologues, d’évaluer l’impact cli-matique sur l’environnement au fil des époques.L’arme secrète pour parvenir à ce résultat : unebase de données pointue, alimentée par les cher-cheurs, accessible gratuitement à toute la com-munauté scientifique et développée par les infor-maticiens chevronnés du groupement d’intérêtpublic Médias-France, qui sera pleinement opé-rationnelle en juin. Pour l’instant, 2000 espècesde plantes actuelles et fossiles sont répertoriéessur un serveur, avec déjà quelques outils derequête permettant d’accéder à des profils degrains de pollen et à leur photo. Le challengetechnique sera sans doute pour les fleurs : il fau-dra que leur taxonomie, très particulière, puisseêtre reconnue facilement par la base. L’African Pollen Database, réseau initié dès 1994dans le cadre du programme Biome 6000 puissoutenu par l’Europe au sein du projet Inco et parl’Unesco 2, qui ne touchait au départ que l’Afriquesubsaharienne, couvre désormais aussi l’Afriquedu Nord. La collecte des informations donne dugrain à moudre et c’est tant mieux, « car convain-cre les chercheurs de partager leurs recherches sanscrainte est souvent difficile ; ici, ils ont fait un véri-table effort », souligne Anne-Marie Lézine, spé-cialiste des pollens, qui coordonne ce projetdepuis des années. Cette chercheuse 3 est dou-

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Échantillonnage de grains de pollen de la floreafricaine tropicale actuelle. De haut en bas :Caesalpiniacae, Hibiscus elatus et acacia.

Biodiversité

Elucider les mécanismes de l’évolution de la biodiversité par des approches délibérément interdisciplinaires, à l’échelle des temps géologiques, a été l’un des apports novateur du programme Eclipse. Les chercheurs ont mené une dizaine de projets dans ce domaine, centrés sur l’étude des processus de co-évolution de la vie et de ses environnements terrestre ou marin (contextes climatiques, paléogéographiques, tectoniques, édification et démantèlement des reliefs…). Quelques uns des résultats les plus marquants sont présentés ci-dessous.

La sortie des eaux : découverte des premiers indices de plantes terrestres (il y a 510 millions d’années) et diversification de la vie sur les continents Au cours de l’ère primaire, il y a 540 à 360 millions d’années, une véritable révolution biologique est survenue : la sortie des eaux d’organismes vivants, d’abord des plantes puis des animaux, et leur installation sur les terres émergées. Les chercheurs ont étudié cette « terrestrialisation » du point de vue de la paléobiologie, de la sédimentologie et de la modélisation biogéochimique. Premier objectif : découvrir les traces des premières plantes terrestres, après une évolution du vivant exclusivement aquatique pendant plus de trois milliards d’années. Résultat : les toutes premières étapes du passage de la « planète bleue » (aquatique) à la « planète verte » (plantes terrestres) sont beaucoup plus anciennes que ce prévu. Les chercheurs ont découvert les premières cryptospores, des organes de dissémination produits par des plantes terrestres apparentées aux mousses (au sens large). Elles datent de quelque 510 millions d’années. Ce résultat vient contredire le consensus qui prévalait jusqu’à présent, selon lequel la composition de l’atmosphère était incompatible avec la vie (il y a plus de 420 millions d’années).

De 420 à 360 millions d’années, la flore terrestre se diversifie intensément. La compréhension des innovations évolutives observées constitue l’un des axes forts des recherches en cours : comment passe-t-on d’une végétation prostrée inféodée aux milieux humides (mousses, fougères) à de véritables forêts denses (plantes à graines) ? L’émergence de niches écologiques de plus en plus spécialisées a permis une diversification de la faune terrestre, des petits arthropodes aux premiers vertébrés du Carbonifère. Grâce à la modélisation et aux analyses isotopiques,

Une souche d’arbre (Archaeopteris) datant de 385 millions d’années du Sud marocain. Son étude va permettre de comprendre les modalité de croissance en profondeur et d’en mesurer l’impact sur les sols, donnée cruciale pour la compréhension du cycle du carbone (© J. Broutin).

les chercheurs ont précisé l’impact de l’apparition de ces nouveaux écosystèmes forrestiers sur les grands cycles d’altérations biogéochimiques. La plus grande crise d’extinction biologique jamais survenue (il y a 250 milions d’années) A la fin de l’ère primaire, le Carbonifère (il y a 360 à 300 millions d’années) a hérité de l’extraordinaire diversification du vivant qui s’est produite au cours de la période précédente. A cette époque, les faunes et les flores marines et continentales ont évolué sous la contrainte des bouleversements provoqués par formation d’un supercontinent unique, la Pangée. Grâce au suivi de ces faunes et flores et de leur distribution spatiale, les chercheurs ont constitué une base de données permettant de tester les simulations climatiques et les reconstitutions paléogéographiques basées sur les études paléomagnétiques. Deux projets étroitement complémentaires (domaines marin et continental) ont été focalisés sur ces thématiques. Citons quelques-uns des résultats obtenus. - Les chercheurs ont daté avec précision des événements géodynamiques majeurs (par exemple des apparitions de chaînes de montagne ou encore des variations du niveau des mers) et ont fait concorder les échelles stratigraphiques marines et continentales.

La pangée et les courants océaniques au Permier supérieur

- Ils ont étudié les faunes marines et les flores terrestres « mixtes », c’est-à-dire rassemblées dans une même aire géographique où elles ne devraient pas normalement cohabiter. Ils ont mis en évidence les voies de migrations responsables de ces assemblages et cartographié le déplacement des zones climatiques qui en était à l’origine. - Ils ont découvert que la chaîne hercynienne (chaîne de montagne d’Europe occidentale) supposée érodée au Permien (dès 295 d’années) présentait encore un relief élevé. Le point de départ de ce résultat : la juxtaposition étroite d’une flore sub-désertique et d’une flore tropicale humide, alors que les simulations climatiques indiquaient uniquement des conditions chaudes et humides. Les chercheurs ont alors introduit un relief montagneux élevé dans leur modèle. Cette nouvelle simulation explique la contiguïté géographique des deux flores observées. Les scientifiques sont à la recherche de nouvelles données, d’ordre sédimentologique notamment, pour valider leur résultat. - Au Carbonifère, les flores des marécages houillers occupaient toutes les zones intertropicales. Le suivi des modifications du couvert végétal a montré que les derniers refuges de ce type de végétation de climat chaud et humide, dans un contexte d’aridification planétaire, sont un chapelet d’îles qui bordait l’est de l’océan Téthys (correspondant à l’actuelle Chine du Sud). Les dernières études montrent que ces refuges isolés ont été le point de départ de la reconquête végétale, des « berceaux » de spéciation à l’origine de lignées nouvelles qui se sont répandues au cours de l’ère secondaire après une crise d’extinction en masse.

De ces recherches émergent des questions à résonance actuelle. La glaciation qui a marqué le passage du Carbonifère au Permien (il y a 310 à 280 millions d’années) est la seule à laquelle on puisse comparer la glaciation dans laquelle nous vivons aujourd’hui. En effet, il n’y en a pas eu d’autre de cette ampleur depuis lors et aux époques plus reculées, la vie n’en était qu’à des stades microscopiques. Les chercheurs ont maintenant suffisamment de données (comme c’était déjà le cas dans le domaine marin) pour étudier

la réponse du couvert végétal terrestre dense de cette époque au réchauffement global qui a suivi la glaciation et qui s’est accompagné de la plus intense crise d’extinction biologique en masse jamais survenue, marquant la limite entre les ères primaire et secondaire. Aujourd’hui, qui n’a pas entendu parler du réchauffement global… et de la sixième crise d’extinction en marche ?

Reconstitution du paysage dans un refuge floristique Permien, sur le littoral de l’océan Thetys oriental (Arabie saoudite) © Berthelin, Broutin.

L’Asie du Sud-Est au temps des dinosaures et des premiers oiseaux (il y a 150 à 100 millions d’années) L’interprétation des abondantes données sur les faunes et les flores thaïlandaises d'il y a 150 à 100 milions d’années a fourni des résultats nouveaux sur les environnements et climats, à l’échelle de l’Asie du Sud-Est. - Les chercheurs ont fait l’inventaire de la biodiversité des vertébrés de cette époque en Thaïlande : poissons, tortues, crocodiliens, dinosaures et oiseaux, récoltés lors des missions sur le terrain. Ils ont rassemblés ces résultats dans une base de donnée, afin de mieux définir les aires de répartition des animaux thaïlandais et d'autres parties de l'Asie. Ils ont ainsi mis en évidence une période d'isolement relatif, qui reste encore inexpliquée. - Ils ont étudié les isotopes de l'oxygène dans les tissus phosphatés de vertébrés (dents, os et écailles de poissons, tortues, crocodiles et dinosaures). Ils ont ainsi évalué les températures de l’époque en Asie du Sud-Est et mis en évidence des différences environnementales entre sites fossilifères. - Ils ont étudié les environnements végétaux à partir des bois fossiles de Thaïlande : au cours de cette période, le climat assez aride a laissé la place à des conditions plus humides. La formation de l’un des plus anciens gisements d'ambre au monde découvert dans le Sud de la Thaïlande a été reconstituée. - Des œufs fossiles ont été découverts, présentant un mélange de caractères aviens et dinosauriens. Quatre d’entre eux contiennent des restes bien conservés d'embryons. Ils devraient éclairer les chercheurs sur la transition dinosaure/oiseau.

La formation des Andes et la biodiversité du bassin amazonien (il y a 23 à 7 millions d’années). Le bassin amazonien est à la fois le siège de la plus grande biodiversité terrestre, le plus grand bassin fluviatile du monde et l'une des régions du globe les moins explorées. Pendant le Néogène (il y a 23 à 7 millions d’années), ce bassin a subi d’importantes modifications environnementales, sous l'effet de paramètres globaux (niveau des mers, climat) et de phénomènes géodynamiques plus locaux, telle la formation des Andes. - Les chercheurs ont travaillé sur les conséquences de la formation des Andes : évolution des faunes et flores, des paléoenvironnements, du régime d'altération des roches, des paléoclimats et de la paléogéographie de l'Amazonie occidentale. Ils ont ainsi proposé un modèle d'évolution qui rend compte de l’effet de l’apparition des Andes sur les climats et sur la biosphère de l'ouest amazonien. - Ils ont découvert une soixantaine de gisements de vertébrés terrestres et aquatiques (reptiles, poissons, mammifères), d'invertébrés (mollusques, arthropodes) et de végétaux (pollen, spores, ambre, macrorestes) au Pérou et en Équateur. L’un des gisements contient des fragments d’ambre exceptionnellement riches en inclusions (insectes, araignées, acariens, microorganismes). C’est le premier d'Amazonie occidentale (voir l’article du Journal du CNRS ci-joint). Les plantes de l’Arctique (de 400 000 ans avant notre ère à nos jours) Les chercheurs ont analysé de l'ADN de plantes à fleurs contenues dans des carottes de pergélisols, en zone arctique. Cette approche extrêmement novatrice semble très prometteuse pour reconstituer les changements climatiques des 400 000 dernières années, avec une précision inégalée par les méthodes traditionnelles (pollen, macro-restes etc.). Les données revueillies dans des échantillons de permafrost ont permis d'identifier environ 900 espèces de plantes de l'Arctique et de reconstituer les communautés végétales anciennes. Cette méthode d'identification vient d’être utilisée pour reconstituer le paléoenvironnement du Groenland avant la mise en glace. La diversité des cèdres du Maroc (de 10 000 ans avant notre ère à nos jours) Les changements climatiques durant l'Holocène ont eu un impact majeur sur la diversité végétale. Les chercheurs ont étudié les cèdres de l'Atlas au Maroc : ils ont montré que leur diversité génétique n'est pas homogène dans l'ensemble de l'aire de distribution et que l'identification d'un ancêtre commun était difficile. Ils l’expliquent par le fait que les forêts de cèdres ont régressé géographiquement durant la dernière période glaciaire mais n'ont pas disparu totalement. Certaines populations ont survécu dans des zones refuges. Une étude parallèle d'enregistrements palynologiques dans le moyen Atlas confirme, à l'aide de plusieurs datations au carbone 14, que des refuges de cèdres ont effectivement existé durant la dernière période glaciaire. L'expansion à partir de ces refuges isolés pourrait expliquer la diversité génétique observée aujourd’hui.

Le journal du CNRS n° 203 décembre 2006

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Au pied des Andes, des chercheurs ont découvertinsectes, algues et autres micro-organismesfossilisés dans des morceaux d’ambre, véritablespetits bijoux incrustés dans les berges de l’Amazone.Cette découverte prouve que la région a abrité une biodiversité luxuriante il y a 12 à 15 millionsd’années et clôt ainsi un vieux débat sur le passé de l’Amazonie. Récit.

PALÉONTOLOGIE

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L ’ambre a piégé des organismes qui en temps nor-mal ne sont jamais fossilisés », explique Pierre-Olivier Antoine, chercheur au Laboratoire des

mécanismes et transferts en géologie (LMTG) 1.C’est un véritable trésor qu’il tient précieusementau creux de sa main et qu’il a découvert en com-pagnie de collègues sur les berges de l’Amazone :un petit bloc de résine qui contient un des secretsles mieux gardés de la région… Tout simplement lesplus anciens témoins, à ce jour, de la grande bio-diversité amazonienne : des insectes, algues etautres acariens, tapis dans l’ambre, en réalité de lasève d’arbre fossilisée, depuis 12 à 15 millions d’an-nées ! Preuve de son importance, cette découvertea permis de trancher le débat sur les origines duBassin amazonien qui agitait jusqu’ici la commu-nauté scientifique : les uns pensaient que l’éco-système actuel était le vestige d’une biodiversité

ancienne (15 à 20 millions d’années) ; les autressupposaient qu’il était apparu plus récemment, aucours du dernier million d’années.La question restait ouverte… « Allons y faire un tour,s’est donc dit Pierre-Olivier Antoine. Il doit bien yavoir des fossiles. » Pour l’occasion, ce jeune paléon-tologue s’est entouré de sept spécialistes interna-tionaux. Destination : Iquitos, la capitale du Pérouamazonien, au nord-est de la chaîne andine. Pourretracer l’évolution de la faune et de la flore, du cli-mat et de l’environnement dans ce bassin. Le voyage a lieu en 2004, lors de la saison sèche.À cette époque de l’année, le niveau de l’eau est auplus bas, donnant accès à une belle hauteur desédiments sur les berges. Armés de leurs pelles,marteaux et pinceaux, les scientifiques les rejoi-gnent en pirogue. « Une fois accostée, toute l’équipes’est répartie sur le site. Et a prospecté tous azimuts »,raconte Pierre-Olivier. Au final, nos scientifiques ontvite trouvé leur bonheur : dès le deuxième jour, unmatin d’août, bingo ! Pierre-Olivier tombe sur unbloc léger, terne, sans éclat, à fleur d’eau dans une

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1 Ambre dégagé de sa coquillede sédiments.

2 Le Bassin amazonien est lesiège de la plus grande biodiversitéterrestre. Les chercheurs de lamission Iquitos se sont concentréssur cette région nord-péruvienne au pied des Andes.

3 Les 25 fragments d’ambre ont été découverts sur les bergesde l’Amazone. La surrection– naissance d’une montagne par le mouvement des plaquestectoniques – des Andes coupléeà l’érosion a permis de mettre au jour l’affleurement, ici visibleen noir à fleur d’eau.

4 Une fois les scientifiques sur place, tout le site est passé au peigne fin. Chaque jour, les chercheurs prospectent du lever au coucher du soleil.

5 Bloc de résine encoreprisonnier des sédiments dans lesquels il a été fossilisé il y a 15 millions d’années.

6 Pierre-Olivier Antoine,paléontologue, passe au crible ses trouvailles, à la recherched’ambre. Un peu d’eau, un tamis et le tour est joué.

7 Un acarien dont les organesinternes sont parfaitement intacts,préservé dans l’ambre. Les chercheurs prévoient de séquencer son ADN pourétudier l’évolution des espèces.

8 Pas une seconde n’est perdue! Chaque fin de journée, sur le bateau du retour au campement, les chercheursinventorient minutieusementtoutes leurs découvertes.

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berge de l’Amazone. « J’ai d’abord pensé à une pol-lution humaine comme du plastique. Je l’ai alors faitrésonner sur mes dents – un petit truc de paléontolo-gue – pour voir si c’était organique ou minéral. C’étaitorganique. Et là, j’ai eu un réflexe heureux, je l’airegardé au soleil. C’était translucide, mielleux, ambré !Je me suis mis à hurler “C’est de l’ambre !” en troislangues », raconte notre scientifique, qui sait à cetinstant que ce morceau de résine contient peut-être les fossiles tant recherchés. Les fouilles s’accélèrent. Rapidement, ils se ren-dent compte que le gisement d’ambre est restreintà un seul niveau, de 15 centimètres d’épaisseur,sur une bande de 200 mètres. Un seul gisementdonc, mais pas des moindres. En quelques heures,25 fragments d’ambre sont ramassés. Au total :150 grammes. En parallèle, le reste du terrain estpassé au peigne fin. Ils récoltent des vestiges de plan-tes, de nombreux fossiles de vertébrés et, en prime,des grains de pollen fossilisés qui leur permettrontde dater le gisement. Après deux semaines d’ex-pédition, épuisés mais comblés, nos explorateursretournent dans leurs laboratoires. Dario de Franceschi et André Nel, spécialistes del’ambre au Muséum national d’histoire naturelle àParis, prennent le relais. Ils découpent des lamesminces pour les analyser sous leur microscope.Sur les 25 fragments, seuls deux contiennent desinformations. Mais c’est suffisant. Un véritablebestiaire jusqu’alors inconnu est englué dans cetterésine ! 14 insectes appartenant à 13 familles diffé-rentes. Au moins trois espèces d’acariens, dont un

prisonnier sur un fil d’araignée. Et plus de 30 espè-ces de micro-organismes végétaux ou animaux. Enparallèle, les grains de pollen livrent leur verdict :le gisement date du Miocène moyen (12 à 15 mil-lions d’années). Ces résultats 2 mettent fin au débat : l’apparitiond’une telle biodiversité en Amazonie ne serait doncpas un phénomène récent ! « Une cinquantained’espèces différentes dans quelques dizaines de gram-mes d’ambre suppose une diversité luxuriante à cetteépoque. Les conditions devaient déjà être très favora-bles à la vie, explique Pierre-Olivier Antoine. Conclu-sion : il y a 15 millions d’années, cette région étaitsûrement composée de forêts denses, dans un climat déjàchaud et très humide, qui bordaient un delta prèsd’une étendue marine. » En outre, si la datation estexacte, les insectes et acariens piégés seraient les plusanciens arthropodes terrestres connus en Amazonie.« C’est tout un pan de la paléodiversité ancienne qu’onne connaissait pas », conclut notre chercheur.Tout ça dans un petit bout d’ambre. Précieux trésor,même si on ne pourra jamais le sertir sur une bague.

Céline Bousquet1. Laboratoire CNRS / Université Toulouse-III / IRD. Il estcoordinateur de la mission Iquitos, financée par l’Insu dans le cadre du programme Eclipse II.2. Travaux publiés dans PNAS, 12 septembre 2006, vol. 103,n° 37, pp. 13595-13600.

9 Acarien englué sur un fil de toile d’araignée et piégé dans l’ambre. On peut même voirune goutte de colle le long du filau-dessus de lui.

10 Observation de l’ambre aumicroscope avant de le découperen fines lamelles pour identifierses « habitants ».

11 Ces spores de champignonsconfirment le climat humide et moite du Bassin amazonien au Miocène moyen.

12 Petite mouche d’environ1,2mm piégée dans un blocd’ambre; l’auréole aux extrémitésde ses ailes témoigne de sesderniers mouvements pour essayerde s’échapper.

CONTACTÔ Pierre-Olivier AntoineLaboratoire des mécanismes et transferts en géologie (LMTG), Toulousepoa@lmtg.obs-mip.fr

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Hommes et Hominidés

Des anthropoïdes aux hominidés Ce thème de recherche est centré sur l’origine et l’évolution des Anthropoïdes1, point de départ de l’aventure humaine. Les chercheurs ont montré que le berceau des Anthropoïdes était situé en Asie du Sud-Est et non en Afrique et que les plus anciens pré-humains sont connus à l’ouest de la vallée du Rift et non à l’est en Afrique orientale. Ces résultats conduisent à de nouvelles problématiques sur : - la nature et la date d’arrivée en Afrique des premiers représentants des Anthropoïdes, migrant d’Asie vers l’Afrique plus tardivement que prévu (il y a 37 et non 60 millions d’années); - les modalités, lieu et âge de l’émergence de la famille humaine ; - l’apparition des premières industries humaines ; - l’impact climatique et environnemental sur l’évolution des Anthropoïdes et des hominidés. Au sein d’Eclipse, les chercheurs ont poursuivi leurs travaux sur l’histoire et l’évolution des Anthropoïdes et des Hominidés en s’intéressant particulièrement à cette dernière problématique du cadre climatique et environnemental. Ils entendent ainsi conserver l’avance et la primauté de la recherche française dans ce domaine, dans un contexte international de très forte compétition, dans des conditions de terrain souvent difficiles, voire dangereuses. Ils travaillent en collaboration avec des chercheurs de pays africains, asiatiques et de la communauté scientifique internationale. Les premiers primates anthropoïdes.

Comme pour les Hominidés, l’Afrique a longtemps été considérée comme le berceau des primates anthropoïdes, nos lointains ancêtres. Cette interprétation a brutalement changé suite à la découverte d’une grande diversité d’Anthropoïdes en Asie : d’abord en Chine (de 45 millions d’années), puis par les équipes françaises en Birmanie (de 38 millions d’années, voir la figure ci-contre), en Thaïlande (de 35 millions d’années.) et au Pakistan (de 33 millions d’années). En même temps, la nature anthropoïde des plus anciens primates africains est en train d’être

reconsidérée. Restait à comprendre quelles conditions environnementales ont contraint ces différenciations initiales et l’apparition des caractères morpho-anatomiques qui définissent notre groupe. Il fallait également comprendre quand et à quelle occasion ces premiers Anthropoïdes asiatiques sont arrivés en Afrique, par quelle voie de dispersion et à quelle

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1 Dont les représentants actuels rassemblent les grandes singes, tels les gorilles, chimpanzés et orangs-outans, et l’homme.

occasion. C’est à la connaissance de ces premiers stades de notre histoire, en Asie du Sud et en Afrique qu’a été consacré l’essentiel des moyens du programme Eclipse. Ces recherches ont révélé une étroite relation biogéographique entre l’Asie du Sud-Est et l’Afrique, depuis environ 40 millions d’années, avec des migrations dans les deux sens. Cette histoire semble s’être répétée au cours de la différenciation des grands singes hominoïdes au cours du Miocène (il y a 23 à 5 millions d’années). Aujourd’hui en effet deux grands clades existent, le clade africain et le clade asiatique, qui ont partagé un ancêtre commun il y a 12 à 14 millions d’années. Cette recherche de leur ancêtre commun a conduit les scientifiques à découvrir deux représentants, documentant de manière unique l’origine des orangs-outans en Asie du Sud-Est. Ils ont également mis en évidence d’importantes fluctuations climatiques au cours de la différenciation de ces clades au Miocène moyen, en Asie du Sud-Est. Citons les résultats les plus saillants. - La découverte en Birmanie de l’ancêtre commun de tous les primates Anthropoïdes modernes (Jaeger et al., Science 1999 ; Jaeger & Marivaux, Science 2005). - La radiation asiatique des Amphipithecidés, des anthropoïdes évolutivement en avance par rapport aux formes africaines de la même période et adaptés à une forte saisonalité des climats (Chaimanee et al., PNAS 2000 ; Jaeger et al., Palevol 2005). - La découverte des ancêtres des orangs-outans en Thaïlande, leur flore associée et la mise en évidence de provinces biogéographiques distinctes en Asie du Sud entre la Chine du Sud, la Thaïlande plus le Myanmar et l’Indo-Pakistan dont les climats se distinguent essentiellement par leur saisonalité plus ou moins marquée (Chaimanee et al., Nature 2003 & 2004 ; Merceron et al., Naturwissenschaften 2006). - La découverte de Lémuriens et d’Anthropoïdes anciens au Pakistan, géographiquement les plus proches du continent Africain (Marivaux et al., 2001 & 2005, PNAS). Des Premiers Hominidés aux Premières L'Afrique, continent-clé pour l'origine et l'évolution des Hominidés, offre en plusieurs régions de longues séquences sédimentaires (mio-plio-pléistocènes, de -23 millions d’années à -10 000 ans) où sont enregistrés les événements géologiques et climatiques qui contraignent l'évolution des paysages et des systèmes biologiques.

Parmi ces régions, deux grands bassins sont actuellement étudiés par des équipes françaises : le bassin du paléolac Tchad (Afrique centrale) et le bassin du Turkana (Afrique de l'Est). Ils occupent une place privilégiée en raison de leur richesse en données géologiques, paléontologiques et archéologiques. Ces bassins ont notamment livré les plus anciens restes d'Hominidés connus à ce jour (Miocène supérieur du Tchad), certains des plus anciens ensembles lithiques humains (Pliocène du Kenya), ainsi que le registre paléontologique le plus complet du Plio-Pléistocène d’Afrique (Formation de Shungura, vallée de l’Omo, Éthiopie).

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Ce projet avait pour objectif de collecter et d'analyser les informations disponibles pour reconstruire les composantes biotiques et abiotiques des paléo-milieux de ces régions depuis au moins le Miocène supérieur, puis de modéliser les facteurs environnementaux (climat, tectonique et volcanisme) qui s’y sont succédés, afin d'évaluer leur impact sur l'évolution des communautés végétales et animales, en particulier sur l'évolution bio-morphologique et culturelle des premiers Hominidés. Citons les résultats les plus saillants. Dans le Mio-Pliocène d'Afrique Centrale, les chercheurs ont découvert au Tchad les premiers Australopithèques (Australopithecus bahrelghazali Brunet & al.1996, daté à 3,5 millions d’années) connus à l'ouest de la vallée du Rift (Nature 378, 1995), les plus anciens Hominidés (Sahelanthropus tchadensis Brunet & al. 2002, daté de sept millions d’années) du continent africain (Nature 2002 ; Nature 419, 2002 ; Nature 434, 2005 ; Nature 434, 2005; PNAS 102 (52), 2005) et de plus de 500 sites à vertébrés fossiles dans le Mio-Plio-Quaternaire du Tchad (Nature 418, 2002 ; PNAS 102, 2005 ; PNAS 23, 2006). Ils ont travaillé sur l’évolution (Science 311, 2006) et la modélisation (Science, 313, 2006) des paléoenvironnements successifs. Parallèlement en Afrique orientale (West Turkana, Kenya) il faut souligner la découverte de très nombreux artefacts, dont ceux datés de 2,34 millions d’années qui proviennent du site de Lokalalei (Nature 399, 1999) et qui sont parmi les plus anciens. L’ensemble de ces découvertes conduit à revoir de manière drastique nos conceptions sur l’origine et les premières phases de l’histoire du rameau humain. L’homme occupe la forêt des phases climatiques tempérées (il y a 400 000 à 125 000 ans) Pour les périodes plus récentes, soit au cours des 500 000 dernières années, les changements climatiques ont aussi influencé l’environnement et les populations d’hominidés. De nombreuses études ont porté sur les changements climatiques à long terme et leurs conséquences sur les espèces (émergence, adaptation, extinction), mais les changements climatiques de grande amplitude et de brève durée et leurs conséquences sur les populations humaines ont été beaucoup moins étudiées. Plusieurs projets d’Eclipse ont pallié ce manque. Les chercheurs ont étudié les dépôts fluviatiles de la moitié nord de la France (Somme, Seine, Yonne) et notamment les tufs. Le tuf calcaire est une roche sédimentaire qui se forme sous climat tempéré (interglaciaire) à l'émergence de certaines sources ou parfois dans des cours d'eau peu profonds, par la précipitation des carbonates et favorisée par les algues microscopiques. De formation lente, ils fossilisent par encroûtement, saison après saison, les débris végétaux (brindilles, feuilles, graines, © N. Limonin

algues...) et animaux (coquilles de mollusques, restes osseux, ostracodes...) se transformant ainsi en véritables livres d'histoire naturelle dont chaque page ou strate raconte l'évolution progressive du paysage au fil du temps. Les chercheurs ont ainsi ouvert une fenêtre sur les périodes interglaciaires des 500 000 dernières années. Ils ont notamment travaillé sur deux sites principaux, dans la vallée de la Seine (La Celle, datant de 400 000 ans) et dans la Somme (Caours, datant de 125 000 ans). Ils ont ainsi daté avec précision les formations interglaciaires, et caractérisé la flore et la faune de ces périodes (hippopotames, macaques, chevaux, cerfs etc. à La Celle et rhinocéros, éléphants, ours etc. à Caours). Ils ont découvert des signes d’activité humaine (silex et restes de mammifères exploités par Homo heidelbengersis, cousin européen d'Homo erectus, à La Celle et par l’homme de Neandertal à Caours). Leurs travaux montrent que l’homme a occupé les paysages forestiers durant les périodes tempérés. Ils contredisent certaines hypothèses selon lesquelles l’homme était mieux adapté à la steppe, notamment par ses techniques de chasse, et avait dû migrer vers le Nord pour y trouver une végétation plus clairsemée pendant les périodes tempérées. Au dernier maximum glaciaire, l’homme occupe le Sud de l’Europe (il y a environ 20 000 ans)

Les chercheurs ont étudié les conséquences des changements climatiques rapides, il y a 60 000 à 10 000 ans avant notre ère, sur le continent européen et sur les populations humaines. Ils ont mis en relation les informations extraites des carottes de glace avec celles des sondages marins et des séquences continentales. L’analyse des microcharbons et les pollens a permis, pour la première fois, de reconstituer le régime des feux et à la réponse de la végétation en région

méditerranéenne aux nombreux changements climatiques de cette période. Dans les phases tempérées, la forêt et les feux naturels se sont développés, tandis qu’au cours des phases froides la végétation est devenue semi désertique et les feux naturels ont été beaucoup moins fréquents. Les hommes modernes qui colonisaient la péninsule ibérique entre 40 000 ans et 33 000 ans avant notre ère ne semblent pas avoir modifié significativement le niveau des feux, qui continuent à être en phase avec les changements climatiques. En combinant données archéologiques et modèles climatiques à haute résolution, les chercheurs ont reconstitué, grâce à l’utilisation d’algorithmes particuliers, les limites d'expansion des populations paléolithiques au cours du dernier maximum glaciaire, soit il y a 20 000 à 18 000 ans avant notre ère (en rouge, voir la figure). Ils ont montré que cette distribution était déterminée par des contraintes climatiques tels les limites du pergélisol profond et les températures du mois le plus froid.

© F. Derrico

Pour les périodes encore plus récentes (les 15 000 dernières années), les chercheurs ont comparé les données paléo-environnementales (sédimentologie, palynologie, micro-algues,

niveaux des lacs, charbons…) qu’ils ont collectées et les observations archéologiques issues de la fouille d’anciens habitats. Ils ont ainsi distingué les parts respectives du climat et de l’homme dans l’histoire de l’environnement et détecté les changements culturels synchrones d’importants changements du milieu. Les zones étudiées sont en priorité les régions sensibles aux impacts climatiques et anthropiques, telles la zone tropicale, la zone méditerranéenne, les hautes latitudes Nord ou les milieux montagnards. La fréquence des incendies renforcée par l’homme (pendant les derniers milliers d’années) En Tanzanie, les chercheurs ont décelé l’activité humaine au travers de l’augmentation drastique, au cours des deux derniers millénaires, de l’intensité et de la récurrence des feux. Ces derniers sont sans commune mesure avec ce qui s’est produit auparavant, tout au long de l’Holocène (les 11 500 dernières années), sous le seul jeu des facteurs naturels. Au Mali, les chercheurs sont arrivés aux mêmes conclusions, à partir de 1800 avant notre ère. Ils ont observé une régression de la savane, remplacée par un paysage plus sahélien à un moment où l’apparition de l’agriculture céréalière s’accompagne d’une fréquence quasi-annuelle des incendies. Plusieurs études des sédiments lacustres ont eu lieu en Italie, dans l’Aubrac, dans les Alpes, ou encore au Maroc. Pour citer l’exemple de l’Italie, les résultats collectés sur les derniers 11500 ans montrent que la région de l’Italie centrale a connu le même genre d’oscillations climatiques (alternance de périodes chaudes et froides) que dans l’Atlantique Nord, oscillations qui obéissent pour partie à un forçage solaire. Déterminante pour les écosystèmes, la fréquence des incendies répond tout d’abord aux oscillations du climat, puis pendant les 4000 dernières années, c'est-à-dire à partir de l’âge du Bronze, elle est renforcée par les activités humaines.

Paris, le 7 avril 2005

Communiqué de Presse

Toumaï, l’ancêtre des humains :

nouveaux fossiles et reconstruction 3D du crâne Michel Brunet et ses collègues de la Mission paléoanthropologique franco tchadienne (MPFT)1 viennent d’attribuer de nouveaux fossiles à Sahelanthropus tchadensis, dit Toumaï. Ils ont également réalisé la reconstruction 3D de son crâne. Ces nouvelles données font l’objet de deux articles et de la couverture de la revue Nature du 7 avril 2005. Elles confirment que Toumaï, âgé de sept millions d’années, est proche du dernier ancêtre commun aux chimpanzés et aux humains et représente la plus ancienne espèce connue du rameau humain. Six fossiles étaient jusqu’à ce jour attribués à Toumaï : un crâne, deux fragments de mâchoire inférieure et trois dents. Deux mandibules et une prémolaire supérieure viennent d’être décrites. Ces éléments de la tête osseuse et des dents permettent d’envisager une taille de 105-120 cm c’est à dire proche de celle du chimpanzé commun (Pan troglodytes). Mais Toumaï ne ressemble ni à un chimpanzé, ni à un gorille…Par sa denture (incisives, canines, prémolaires et molaires) il se distingue des deux autres hominidés plus récents connus dans le Miocène terminal : Orrorin tugenensis au Kenya et Ardipithecus kadabba en Ethiopie. Par sa morphologie crânienne (face, capsule cérébrale et base du crâne) et sa denture plus primitive (canines moins dérivées et émail des dents jugales moins épais) il se différencie également de tous les Australopithèques décrits à ce jour. Il partage en revanche des caractères dérivés avec les hominidés bipèdes plus récents : similitudes de la face (prognathisme faible), du basicrâne (raccourcissement du basioccipital entraînant le début de la migration vers l’avant du trou occipital) et une forte inclinaison vers l’arrière de la face nucale. Le crâne de Sahelanthropus tchadensis est sub-complet mais a été déformé et fracturé durant la fossilisation. Il est important de pouvoir rétablir la forme d’origine et ainsi observer et préciser les détails de différents caractères anatomiques, comme ceux liés à la locomotion. La reconstruction virtuelle est une méthode non invasive : le crâne fossile déformé est numérisé puis transformé en un crâne virtuel qui peut être détruit et reconstruit sans aucun risque pour l’original. Les morceaux sont isolés et ré-assemblés électroniquement, et les déformations sont corrigées. Pour s’assurer de la cohérence de la reconstruction, deux protocoles indépendants sont utilisés. Le premier est uniquement géométrique, le second utilise les contraintes anatomiques existantes chez les crânes de primates : singes, grands singes et hominidés. Les deux protocoles de la procédure ont été réalisés à deux reprises par deux membres de l’équipe. L’analyse morphométrique de la reconstruction finale montre que Toumaï se range dans le groupe des hominidés et non dans celui des grands singes. Un dernier test montre même qu’il est

1 Michel Brunet, est Professeur à l’Université de Poitiers (actuellement mis à disposition du Collège de France : Chaire de paléoanthropologie et de préhistoire) et directeur du Laboratoire de géobiologie, biochronologie et paléontologie humaine (CNRS – Université de Poitiers). La Mission paléoanthropologique franco tchadienne (MPFT) est une collaboration scientifique entre l’Université de Poitiers, le CNRS, l’Université de N’Djaména et le Centre national d’appui à la recherche (CNAR, N’Djaména). Elle conduit au Tchad un programme international de recherches sur l’origine et les environnements des premiers hominidés. Elle est dirigée par Michel Brunet.

anatomiquement impossible de reconstruire le crâne de Toumaï en gorille ou en chimpanzé car alors il éclate et perd son intégrité anatomique. Le nouveau matériel décrit et l’étude morphométrique de la reconstruction 3D confirment que Toumaï présente une mosaïque originale de caractères primitifs et dérivés qui le distingue à la fois des grands singes africains actuels, gorilles et chimpanzés, mais aussi de tous les autres genres d’hominidés fossiles décrits jusqu’à ce jour : Homo, Australopithecus, Kenyanthropus Ardipithecus et Orrorin. Ses caractères anatomiques permettent de le considérer comme proche du dernier ancêtre commun aux chimpanzés et aux humains mais aussi comme le plus ancien représentant des hominidés. Sa position géographique, 2500 km à l’ouest de la Vallée du Rift, et son âge très ancien, 7 millions d’années, suggèrent une distribution africaine plus large et plus précoce des hominidés (au moins dès 6 Ma) et une divergence chimpanzé-humain plus ancienne que ne le proposaient la plupart des auteurs.

Les fossiles de Sahelanthropus tchadensis ont été décrits en 20022 au nord du Tchad, dans la partie occidentale de l’erg dunaire du Djourab, plus précisément dans la région de Toros-Menalla. Ce secteur fossilifère est situé à 2500 km à l’ouest de la Vallée du Rift et à 150 km à l’ouest des sites de Koro-Toro qui ont livré Abel. Le nom de Toumaï signifie en langue Goran « espoir de vie ». Dans le désert du Djourab, il est donné aux jeunes enfants nés avant la saison sèche. Depuis 1994, 400 sites à vertébrés fossiles ont été répertoriés et trois d’entre eux ont livré des restes du Sahelanthrope. Tous ces fossiles proviennent de grès périlacustres. La région de Toros-Menalla était située entre lac et désert et Toumai côtoyait une faune riche et diversifiée composée d’une cinquantaine d’espèces dont plus de la moitié sont des mammifères : faunes aquatiques (poissons, crocodiles, serpents, tortues), amphibies (anthracothères, hippopotames), avec en bordure de l’eau des îlots de forêt (singes), mais aussi une savane arborée parsemée de prairies à graminées (rongeurs, lagomorphes proboscidiens, équidés, bovidés). Le degré évolutif des différentes espèces de mammifères de cette faune a permis d’indiquer que Toumaï était âgé de 7 millions d’années. Références : « New material of the earliest hominid from the Upper Miocene of Chad ». Michel Brunet, Franck Guy, David Pilbeam, Daniel E. Lieberman, Andossa Likius, Hassane T. Mackaye, Marcia S. Ponce de Leon, Christoph P. E. Zollikofer &, Patrick Vignaud. Nature, 7 avril 2005 « Virtual cranial reconstruction of Sahelanthropus tchadensis ». Christoph P. E. Zollikofer, Marcia S. Ponce de Leon, Daniel E. Lieberman, Franck Guy, David Pilbeam, Andossa Likius, Hassane T. Mackaye, Patrick Vignaud & Michel Brunet. Nature, 7 avril 2005 Contact chercheur : Michel Brunet, E-mail : michel.brunet@univ-poitiers.fr Secrétariat : Ghislaine Florent, Tél : 05 49 45 37 53, E-mail : ghislaine.florent@univ-poitiers.fr Contact presse : Muriel Ilous, Tél : 01 44 96 43 09, E-mail : muriel.ilous@cnrs-dir.fr

2 Michel Brunet & al, « A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa ». Nature 418, 11 juillet 2002.

Photos : © MPFT

Fouilles dans l’erg du Djourab (Nord Tchad) par l’équipe de la MPFT

Michel Brunet, Ahounta Djimdoumalbaye et Toumaï au Laboratoire de géobiologie, biochronologie et

paléontologie humaine de Poitiers

Djourab : Patrick Vignaud plâtre un crâne de crocodile

Sculpture(E.Daynes) et photo (Ph. Plailly) de Toumaï sur paysage du delta de l’Okavango (Botswana).

Photo-montage A.Garaudel/MPFT

Le crâne de Toumaï (original) Holotype de S. tchadensis

Moulage stéréolithographique de la reconstitution virtuelle 3D du crâne de Toumaï

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Le journal du CNRS n° 172 mai 2004

ÉVOLUTION

Lucy et Toumaï auraient un ancêtre asiatique… Hypothèse confortée par la découverte, enThaïlande, d’une mâchoire d’orang-outan vieille de 8 millions d’années. Les chercheurs del’Isem, paléontologues et biologistes, se penchent sur l’origine et l’évolution des espèces…

Dans le grand bâtiment rectangulaire de l’Ins-titut des sciences de l’évolution (Isem) situé aubeau milieu du campus de l’université de

Montpellier1, on arpente de longs couloirs. À gauchecomme à droite, les bureaux se succèdent. Dans

l’un d’eux, sur une table enbois est posée

une mâchoirelongue de 10centimètresenviron quiporte onze

dents en par-fait état. C’est

le tout dernierfossile dont ungroupe de paléon-

tologues de l’Isemanimé par Jean-Jacques

Jaeger2 vient de dévoilerl’identité. Découverte il y a

deux ans dans une sablière à ThaChang sur le plateau du Korat en Thaï-

lande, elle appartient à un orang-outan âgé de7 à 9 millions d’années ! Depuis plus de quinze ans,Jean-Jacques Jaeger a fait de l’Asie du Sud-Est sonchantier de fouille. Lucy, Orrorin ou Toumaï sem-blent appuyer la thèse d’une origine africaine deshominidés et de nombreux paléo-anthropologuesconsidèrent donc l’Afrique comme le berceau del’humanité. Mais Jean-Jacques Jaeger et ses colla-borateurs, eux, sont persuadés que le continentasiatique a pu aussi être foulé parcertains de nos ancêtres. Des an-cêtres communs aux hominoïdesdont les hominidés font partie. Etcette récente découverte sembleleur donner raison. L’orang-outanbaptisé Koratpithecus piriyai estcontemporain de la période où s’estproduite la séparation entre la lignée de l’êtrehumain (le genre homo) et celle de nos cousins,les grands singes (gorilles, chimpanzés et orangsoutans). Il est ainsi le second témoin de la lignée desorangs-outans: un ancêtre encore plus ancien datantde 12 millions d’années a été découvert il y aquelques années en Thaïlande du Nord. Il s’agit làdes seuls spécimens de la lignée des grands singespuisqu’on ne connaît encore aucun ancêtre degorilles ou de chimpanzés en Asie comme enAfrique. Et c’est la raison pour laquelle Jean-JacquesJaeger s’obstine à fouiller le sol de l’Asie. Depuis

cinquante millions d’années, de nombreux échan-ges entre l’Afrique, donnée comme terre de nais-sance des gorilles, des chimpanzés et des hominidés,et l’Asie se sont produits. Jean-Jacques Jaeger imaginedonc que les grands singes ont pu avoir un ancêtrecommun asiatique qui aurait migré vers l’Afrique. Si l’orang-outan de Tha Chang a pu être identifié,c’est grâce aux compétences qui sont réunies àl’Isem. Sa spécificité justement est d’associer toutesles disciplines capables d’apporter des élémentscomplémentaires pour l’étude de l’évolution desespèces. Et c’est, depuis le début, la raison d’être del’Institut. «En créant l’Isem en 1980, explique NicolePasteur, directrice de l’Institut, Louis Thaler a déjàpour ambition de rapprocher la biologie des populationset la paléontologie pour comprendre les mécanismes de l’évolution ». Ce n’est que dans les années 90 que cerapprochement se réalise grâce au développementde la génétique moléculaire – et notamment duséquençage de l’ADN –, et à la mise au point de lamorphométrie qui permet d’analyser des différen-ces très minimes de formes. Dès lors, biologistes etpaléontologues planchent sur la phylogénie desespèces (leurs liens de parenté) : les biologistesà partir de l’ADN, et les paléontologues à partirdes changements de formes sur les fossiles. Et ilsreconstituent ainsi la succession des événementsqui jalonnent l’apparition d’une espèce. Actuel-lement, les scientifiques de l’Isem cherchent à savoirquand se sont produites les séparations entre lesespèces d’hominoïdes. À partir des ADN des formesactuelles, les généticiens moléculaires estiment par

Cette mâchoire fossile retrouvée enThaïlande a été identifiée par uneéquipe de paléontologues de l’Isem.Elle appartient à un ancêtre orang-outan mâle âgé de 8 millionsd’années.

De l’origine de l’homme et des autres espèces

Trois mâchoires de souris (dont unefossile au centre).Sur le diagramme, on observe lesdifférences de forme de leurs molaires(en couleur les souris actuelles, en noirles fossiles). On peut ainsi déterminerpar comparaison à quelle espèceappartient la souris fossile.

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exemple que la divergence entre les branches asia-tique et africaine aurait eu lieu il y a treize millionsd’années. Un résultat qui concorde avec celui queles paléontologues ont obtenu en étudiant la fauneassociée, leur seul outil de datation. « Ce qui nousintéresse également, poursuit Jean-Jacques Jaeger, c’estde savoir pourquoi ces divergences se sont produites. Nouscherchons notamment à comprendre ce qui a pu provo-quer la séparation entre l’homme et son plus proche parent,le chimpanzé. Il s’agit bien sûr de causes environnementales:la compétition entre espèces ou encore les événementsclimatiques.» Et pour y répondre, les paléontologuescollaborent aussi avec l’équipe « Paléoenviron-nements »3 de l’Isem. À partir de coquilles demollusques ou encore de grains de pollen fossiles, ceschercheurs tentent de reconstituer les environ-nements dans lesquels ces changements ont eu lieu.En modélisant la végétation du passé, ils détermi-nent l’histoire climatique de la région concernée etson influence sur l’évolution des espèces. Uneapproche qui a également un aspect prédictif et quiest développée par d’autres chercheurs4 de l’Isempour l’étude de la conservation des espèces.Déterminer comment naît une nouvelle espèce,comment elle évolue ou encore comment elles’adapte aux conditions extérieures, c’est donc làl’objectif commun aux cent cinquante membres del’Institut. Et ces mécanismes sont aussi étudiés àpartir d’organismes actuels. Un avantage : ils sontplus directement observables. Le groupe de JaniceBritton-Davidian4, par exemple, travaille sur laformation de nouvelles espèces de souris. Les cher-cheurs ont d’abord constaté que les quarantechromosomes du rongeur ont la particularitéde fusionner en se collant les uns aux autres. Cephénomène est parfois si important que les indivi-dus ont de grandes difficultés à se reproduire avecceux d’une autre population. Comme une espèce estdéfinie par l’impossibilité de se reproduire avec uneautre, les chercheurs se demandent si ces fusionschromosomiques ne pourraient pas être à l’originede la formation de nouvelles espèces de souris.Lorsqu’on continue à arpenter les couloirs de l’Ins-titut, on découvre une pièce un peu particulière

remplie d’étagères sur lesquelles sont disposés descentaines de petits bacs et bocaux recouverts d’untissu. Ils renferment des milliers de moustiques à dif-férents stades de vie : œufs, larves et adultes. Grâceà cet élevage, les chercheurs de l’Isem peuventnotamment comprendre comment le moustiquecommun acquiert sa résistance aux insecticides...Et appréhender les phénomènes d’adaptationd’une espèce à des modifications environnemen-tales. «Nous travaillons sur ce modèle car nous bénéficionsd’une base de données très importante, explique ainsiNicole Pasteur. Outre notre élevage, nous avons unecollection de moustiques conservés dans de l’azote liqui-de depuis 20 ans. Et d’autres données qui remontent audébut des années 70. » Des études qui ont démarré àla suite de la démoustication imposée par un plande développement du littoral méditerranéen audébut des années 60. Depuis, chaque nouvel insec-ticide utilisé a provoqué l’apparition de gènes derésistance différents : stratégies évolutives que lemoustique met en place pour survivre. Pour NicolePasteur qui a découvert le premier gène de résis-tance, « si les espèces ne mettent pas en place des proces-sus pour résister, elles disparaissent. Et sans cette capacitéà s’adapter, il n’y aurait plus de vie ».

Stéphanie Belaud

1. Université des sciences et techniques du Languedoc(Montpellier II).2. Équipe «Paléontologie, phylogénie et paléobiologie», dirigéepar Monique Vianey-Liaud.3. Équipe «Paléoenvironnements», dirigée par Denis-DidierRousseau.4. Équipe «Génétique et environnement», dirigée par JaniceBritton-Davidian.

CONTACTNicole PasteurInstitut des sciences de l’évolution de Montpellierpasteur@isem.univ-montp2.frwww.isem.univ-montp2.fr

À gauche : à l’Isem, le moustiquecommun (Culex pipiens) est utilisécomme modèle pour comprendrecomment une espèce s’adapte à unchangement de son environnement.Dans le cas de cette espèce, c’estl’acquisition de la résistance auxinsecticides que les chercheursétudient.

À droite : vue générale del’insectarium (cage à adultes etbacs d’élevage de larves)

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Projets financés par ECLIPSE II

PROJETS 2006 -2007

Stabilité de la signature d18O des silicates biogéniques (phytolithes et diatomées) au cours du temps: impact des feux et de la diagenèse ALEXANDRE Anne, SYLVESTRE Florence Enregistrements des Evénements Eoliens dans les séquences Loessiques du dernier cycle climatique en Europe et en Amérique du Nord (EoLE 2) , ANTOINE Pierre, ROUSSEAU Denis-Didier Évolution néogène du Bassin amazonien occidental et biodiversité : relations avec la géodynamique andine, ANTOINE Pierre-Olivier APHRODYTE 2 : variabilité climatique holocène et peuplements humains dans le bassin versant du Haut Rhône français, ARNAUD Fabien, CHAPRON Emmanuel Contraintes climatiques et développement de l'élevage néolithique en Europe occidentale à la transition Atlantique/Sub-Boréal (4e millénaire av. J.-C), BALASSE Marie, TRESSET Anne Variations climatiques et processus anthropiques dans les dynamiques paysagères holocènes en Afrique soudano-sahélienne (Exemple du Plateau dogon, Mali) BALLOUCHE Aziz HOM-FAM: Hominidés, Origines, Migrations: France, Afrique du sud, Mozambique BALTER Vincent Existe-t-il une relation entre le climat et le champ magnétique terrestre à l'échelle des variations orbitales? BASSINOT Franck Etude de la variabilité pluriséculaire du budget hydrique au Cameroun pour les 6 derniers millénaires (REGAB) BENTALEB Ilhem Processus diagénétiques liés aux hydrates de gaz d'un prisme d'accrétion : la marge des Cascades (Expédition IODP 311) BLANC-VALLERON Marie-Madeleine Réponse des systèmes sédimentaires continentaux aux forçages paléogéographiques et climatiques pendant la reconquête floristique et faunistique post-crise au Trias inférieur et moyen BOURQUIN Sylvie, BROUTIN Jean Impact anthropique sur l'érosion des sols et la sédimentation dans les zones humides associées durant l'Holocène BRÉHÉRET Jean-Gabriel Evolution des environnements et climats continentaux en Asie du Sud Est du Jurassique supérieur au milieu du Crétacé d'après les données paléontologiques et isotopiques BUFFETAUT Eric Variations du niveau marin et changements environnementaux au cours de la Dernière Déglaciation ; enregistrement par les récifs coralliens et impact sur leur développement, Tahiti (Polynésie Française) CAMOIN Gilbert Environnements quaternaires du Petit Caucase : forçage du volcanisme, des glaciations et de l'Homme CHATAIGNER Christine,ROIRON Paul Volcanisme des traps et grandes crises biologiques : signatures géophysiques et géochimiques, réponses biologiques, modélisations climatiques et environnementales COURTILLOT Vincent, FLUTEAU Frédéric, GARDIN Silvia Evolution de la paléo-biodiversité du Permien moyen au Trias inférieur sur la bordure est de la Paléo-Téthys: extinctions et reconquête des biotopes marins CRASQUIN-SOLEAU Sylvie

Adaptations culturelle et biologique aux latitudes Nord : datations 14 C et analyse géochimique des sépultures yakoutes « néolithiques, proto-historiques et médiévales CRUBÉZY Eric Cernes d'Arbres, Climat et Isotopes Stables (CACIS) DAUX Valérie Climat du Pacifique pendant l'Holocène (PACTHOL) DE GARIDEL-THORON Thibault Vers une évaluation spatio-temporelle détaillée de l'impact de la Crise de Salinité Messinienne et de ses facteurs de contrôle DEVERCHÈRE Jacques, GORINI Christian Les climats Crétacés DONNADIEU Yannick, GUILLOCHEAU François Variations climatiques et Dynamique des écosystèmes au Sud des Balkans au cours du dernier cycle climatique FOUACHE Eric, LÉZINE Anne-Marie Influence du champ magnétique terrestre sur les variations climatiques pluri décennales durant les derniers millénaires et impact sur l'histoire des civilisations : apport de l'archéomagnétisme au Moyen Orient GALLET Yves La séquence lacustre de Yamouneh (Liban): un nouvel enregistrement des paléoenvironnements glaciaires-interglaciaires au Proche-Orient GASSE Françoise, VAN CAMPO Elise Glaciations et crises biologiques : exemple de l'épisode fini-ordovicien (archives sédimentaires, paléo-environnements et biodiversité, cycle du carbone) GHIENNE Jean-François Evolution du Climat et du CO2 Atmosphérique de la dislocaTion de la Pangée à nos jours (ECLAT-Pangée) GODDÉRIS Yves PASSUMA (Paléo Aridité Sahara-Sahel sur Un Million d'Années) GROUSSET Francis Interactions interdécennale à millénaire du CLimat, de l'Environnement et des populations Humaines en Afrique de l'Est au cours du dernier cycle climatique (CLEHA) GUTHERZ Xavier, JOLLY Dominique, WILLIAMSON David Importance des contraintes paléoenvironnementales et paléogéographiques pour l'origine et l'évolution des primates anthropoïdes en Asie du Sud et Afrique du Nord JAEGER Jean-Jacques ANOVAN - Variations de l'environnement, évènements volcaniques et sociétés humaines dans le bassin du lac de Van (Anatolie orientale) depuis le Pléistocène Moyen et pendant l'Holocène KUZUCUOGLU Catherine, MOURALIS Damase Reconstitution quantitative du cadre climatique en domaine continental : analyse isotopique de l'oxygène des phosphates dentaires de mammifères du Cénozoïque d'Europe occidentale. LEGENDRE Serge Signature climatique des Interglaciaires dans les Tufs Européens, réponse des Environnements et impact sur le Peuplement paléolithique (SITEP) LIMONDIN-LOZOUET Nicole Dynamiques paléoenvironnementales et phases de peuplement mio-quaternaire de l'Arabie méridionale: la perspective Tihama MACCHIARELLI Roberto Variations du niveau des lacs, oscillations du climat et histoire des sociétés humaines en Italie au cours de l'Holocène MAGNY Michel Cadre chronologique du peuplement humain aux portes de l'Europe durant le stade isotopique 3 et influence des paléoenvironnements MERCIER Norbert, VALLADAS Hélène Colmatage des rias et mobilité des ports antiques en Méditerranée Etude comparative Méditerranée Orientale-Mer Noire MORHANGE Christophe Evolution des grands cycles biogéochimiques durant le Protérozoïque : d'un environnement archaïque à un environnement moderne NÉDÉLEC Anne

Fractionnement des isotopes du Zn par les coraux profonds PICHAT Sylvain Crises sédimentaires des systèmes carbonatés et crises biotiques : rôle des paléoclimats PITTET Bernard Paléoenvironnements des hominidés Mio-Plio-Pléistocènes en Afrique Centrale et Orientale ROCHE Hélène, VIGNAUD Patrick Titre du Projet en français: Le processus de terrestrialisation: modélisation des interactions complexes à l'interface biosphère - géosphère VECOLI Marco Réponse des environnements continentaux aux changements climatiques globaux au Maghreb Occidental WENGLER Luc

Projets 2005 Enregistrements des Evénements Eoliens dans les séquences Loessiques du dernier cycle climatique en Europe et en Amérique du Nord (EoLE 2) ANTOINE Pierre, ROUSSEAU Denis-Didier Évolution néogène du Bassin amazonien occidental et biodiversité : relations avec la géodynamique andine ANTOINE Pierre-Olivier Contraintes climatiques et développement de l'élevage néolithique en Europe occidentale à la transition Atlantique/Sub-Boréal (4e millénaire av. J.-C) BALASSE Marie TRESSET Anne Variations climatiques et processus anthropiques dans les dynamiques paysagères holocènes en Afrique soudano-sahélienne (Exemple du Plateau dogon, Mali) BALLOUCHE Aziz Volcanisme de traps : signature géochimique, impact environnemental et réponses biologiques BARTOLINI Annachiara GARDIN Silvia, HUMLER Eric Impact des variations rapides du climat sur la biodiversité marine et continentale dans le Pacifique Tropical BEAUFORT Luc Etude de la variabilité pluriséculaire du budget hydrique au Cameroun pour les 6 derniers millénaires (REGAB) BENTALEB Ilhem L'ours des cavernes, un modèle animal pour les modalités de la transition Paléolithique Moyen - Paléolithique supérieur (Isotopes stables, ADN ancien, datations) BOCHERENS Hervé Réponse des systèmes sédimentaires continentaux aux forçages paléogéographiques et climatiques pendant la reconquête floristique et faunistique post-crise au Trias inférieur et moyen BOURQUIN Sylvie, BROUTIN Jean Impact anthropique sur l'érosion des sols et la sédimentation dans les zones humides associées durant l'Holocène BRÉHÉRET Jean-Gabriel Evolution des environnements et climats continentaux en Asie du Sud Est du Jurassique supérieur au milieu du Crétacé d'après les données paléontologiques et isotopiques BUFFETAUT Eric Incendies, Modèles et PAléo-ClimaT HOlocène en Europe du Sud (IMPACTHOS) CARCAILLET Christopher Interactions interdécennale à millénaire du CLimat, de l'Environnement et des populations Humaines en Afrique de l'Est au cours du dernier cycle climatique (CLEHA), CHALIÉ Françoise JOLLY Dominique, WILLIAMSON David APHRODYTE Archives intégrées de la Paléohydrologie Rhodanienne holocène : Dynamique sédimentaire dans le lac du bourget et la tourbière de chautagne CHAPRON Emmanuel, DESMET Marc, REVEL Marie

Environnements quaternaires du Petit Caucase : forçage du volcanisme, des glaciations et de l'Homme CHATAIGNER Christine, ROIRON Paul Changements paléoclimatiques et impact sur la variabilité génétique. Etude d'un cas: Cedrus atlantica. (acronyme: CEDRUS) CHEDDADI Rachid Volcanisme massif et grandes crises biologiques Modélisation des conséquences climatiques et environnementales de l'éruption des traps du Deccan COURTILLOT Vincent, FLUTEAU Frédéric Evolution de la paléo-biodiversité du Permien moyen au Trias inférieur sur la bordure est de la Paléo-Téthys: extinctions et reconquête des biotopes marins CRASQUIN-SOLEAU Sylvie Changements climatiques et dynamique de la biosphère au Paléogène (Thanétien - Bartonien) DANELIAN Taniel Cernes d'Arbres, Climat et Isotopes Stables (CACIS) DAUX Valérie, MASSON-DELMOTTE Valérie Variations tardi- et post-glaciaires de niveaux lacustres en Aubrac (Massif Central, France) en relation avec les changements climatiques et l'action de l'homme DE BEAULIEU Jacques-Louis Vers une évaluation spatio-temporelle détaillée de l'impact de la Crise de Salinité Messinienne et de ses facteurs de contrôle DEVERCHÈRE Jacques, GORINI Christian Influence du champ magnétique terrestre sur les variations climatiques pluri décennales durant les derniers millénaires et impact sur l'histoire des civilisations : apport de l'archéomagnétisme au Moyen Orient GALLET Yves Recherche de marqueurs écologiques marins en Méditerranée Occidentale à l'échelle séculaire, le cas du corail rouge (Corallium rubrum) : identification multi-méthodes et caractérisation chimique des stries de croissance à l'échelle du micromètre GARRABOU Joaquim Evolution à long terme de la banquise arctique révélée par les variations du flux de matière extraterrestre dans les sédiments profonds du Leg IODP 302 (Ride de Lomonosov) GATTACECA Jérôme Mise en évidence et caractérisation d'événements climatiques millénaires des derniers cycles climatiques (glaciaires et interglaciaires) dans le sud-ouest de la France par l'Rétude géochimique et isotopique (d18O, d13C et d14C) des dépôts stalagmitiques de la grotte de Villars (Dordogne). Comparaison avec les spéléothèmes de sites de la même région (La Chaise (Charente) ; Cussac (Dordogne)), plus septentrionaux (Belgique :grottes de La Vilaine Source, Hotton), et plus méridionaux (grottes Chauvet (Ardèche) ; Clamouse (Hérault)). GENTY Dominique Glaciations et crises biologiques : exemple de l'épisode fini-ordovicien (archives sédimentaires, paléo-environnements et biodiversité, cycle du carbone) GHIENNE Jean-François Evolution du Climat et du CO2 Atmosphérique de la dislocaTion de la Pangée à nos jours (ECLAT-Pangée) GODDÉRIS Yves Les climats Crétacés GUILLOCHEAU François Changements du climat et extinctions d'espèces à la fin du Pleistocène HÄNNI Catherine Importance des contraintes paléoenvironnementales et paléogéographiques pour l'origine et l'évolution des primates anthropoïdes en Asie du Sud et Afrique du Nord JAEGER Jean-Jacques Statigraphie magnétique haute résolution au Quaternaire dans l'Atlantique Nord : étude des sédiments prélevés lors des campagnes IODP 303 et 306 KISSEL Catherine, MAZAUD Alain

Evolution de l'environnement en Anatolie Méditerranéenne et Centrale pendant le Pléistocène Supérieur et l'Holocène. Les sites de Kirkgöz et Çora. KUZUCUOGLU Catherine Signature climatique des Interglaciaires dans les Tufs Européens, réponse des Environnements et impact sur le Peuplement paléolithique (SITEP) LIMONDIN-LOZOUET Nicole Impact des changements tectonique, climatique et océanographique sur la productivité océanique et les gaz à effet de serre au cours des derniers 6 millions d'années dans le Pacifique du sud-est MARTINEZ Philippe Cadre chronologique du peuplement humain aux portes de l'Europe durant le stade isotopique 3 et influence des paléoenvironnements MERCIER Norbert, VALLADAS Hélène Evolution des grands cycles biogéochimiques durant le Protérozoïque : d'un environnement archaïque à un environnement moderne NÉDÉLEC Anne Fractionnement des isotopes du Zn par les coraux profonds PICHAT Sylvain Crises sédimentaires des systèmes carbonatés et crises biotiques : rôle des paléoclimats PITTET Bernard Paléoenvironnements des hominidés Mio-Plio-Pléistocènes en Afrique Centrale et Orientale ROCHE Hélène, VIGNAUD Patrick Variations paléoclimatiques en milieu continental à des latitudes moyennes déduites d'un concretionnement stalagmitique formé depuis 780 000 ans jusqu'à nos jours (grotte de la Basura en Ligurie Italienne) ROUSSEAU Louis Conséquence des changements climatiques sur la diversité génétique de la population irlandaise de Megaloceros giganteus SAY Ludovic Diagramme ADN du permafrost et reconstitutions paléo-écologiques et paléo-climatiques TABERLET Pierre Etude comparée de l'évolution à haute résolution des évènements climatiques et des activités anthropiques dans les Alpes méridionales françaises au cours des deux derniers millénaires VERON Alain Réponse des environnements continentaux aux changements climatiques globaux au Maghreb Occidental WENGLER Luc

Projets 2004

Enregistrements des Evénements Eoliens dans les séquences Loessiques du dernier cycle climatique en Europe et en Amérique du Nord (EoLE 2) ANTOINE Pierre, ROUSSEAU Denis-Didier Évolution néogène du Bassin amazonien occidental et biodiversité : relations avec la géodynamique andine ANTOINE Pierre-Olivier Volcanisme de traps : signature géochimique, impact environnemental et réponses biologiques BARTOLINI Annachiara, GARDIN Silvia, HUMLER Eric Programme DYLIT: Dynamiques littorales, climat et sociétés entre Aude et Petit-Rhône (Languedoc) depuis 8000 ans, d'après des sources biophysiques et textuelles BLANCHEMANCHE Philippe, CHABAL Lucie L'ours des cavernes, un modèle animal pour les modalités de la transition Paléolithique Moyen - Paléolithique supérieur (Isotopes stables, ADN ancien, datations) BOCHERENS Hervé Réponse des systèmes sédimentaires continentaux aux forçages paléogéographiques et climatiques pendant la reconquête floristique et faunistique post-crise au Trias inférieur et moyen BOURQUIN Sylvie, BROUTIN Jean

Evolution des environnements et climats continentaux en Asie du Sud Est du Jurassique supérieur au milieu du Crétacé d'après les données paléontologiques et isotopiques BUFFETAUT Eric Incendies, Modèles et PAléo-ClimaT HOlocène en Europe du Sud (IMPACTHOS) CARCAILLET Christopher Interactions interdécennale à millénaire du CLimat, de l'Environnement et des populations Humaines en Afrique de l'Est au cours du dernier cycle climatique (CLEHA) CHALIÉ Françoise, JOLLY Dominique, WILLIAMSON David APHRODYTE Archives intégrées de la Paléohydrologie Rhodanienne holocène : Dynamique sédimentaire dans le lac du bourget et la tourbière de chautagne CHAPRON Emmanuel, DESMET Marc, REVEL Marie Variation des compositions isotopiques du Plomb, du Néodyme et de l'Hafnium des sédiments océaniques depuis 150 Ma CHAUVEL Catherine Changements paléoclimatiques et impact sur la variabilité génétique. Etude d'un cas: Cedrus atlantica. (acronyme: CEDRUS) CHEDDADI Rachid Interaction Orogenèse - Climat - Erosion en Asie centrale durant le Cénozoïque : l'impact de la surrection de la chaîne du Tian Shan sur le climat dans les bassins de la Junggarie et du Tarim CHEN Yan, DI-GIOVANNI Christian Tests et mécanisme de la 'Boule de Neige' et du supercontient Rodinia au Néoprotéozoïque en Asie centrale CHEN Yan Volcanisme massif et grandes crises biologiques Modélisation des conséquences climatiques et environnementales de l'éruption des traps du Deccan COURTILLOT Vincent, FLUTEAU Frédéric Cernes d'Arbres, Climat et Isotopes Stables (CACIS) DAUX Valérie, MASSON-DELMOTTE Valérie Vers une évaluation spatio-temporelle détaillée de l'impact de la Crise de Salinité Messinienne et de ses facteurs de contrôle DEVERCHÈRE Jacques, GORINI Christian Terre Jurassique DROMART Gilles Néotaphonomie comparée des grands prédateurs d'Afrique et d'Europe: implications sur les interprétations des gisements archéologiques du Pléistocène supérieur FOSSE Philippe Variations climatiques et Dynamique des écosystèmes au Sud des Balkans au cours du dernier cycle climatique FOUACHE Eric, LÉZINE Anne-Marie Variabilité, adaptations et réactions des sociétés pré-colombiennes face aux changements climatiques en Amérique centrale et dans les Caraïbes, entre 5000 BP et la conquête. (Petén guatémaltèque, Yucatan central et petites Antilles) GALOP Didier Mise en évidence et caractérisation d'événements climatiques millénaires des derniers cycles climatiques (glaciaires et interglaciaires) dans le sud-ouest de la France par l'Rétude géochimique et isotopique (d18O, d13C et d14C) des dépôts stalagmitiques de la grotte de Villars (Dordogne). Comparaison avec les spéléothèmes de sites de la même région (La Chaise (Charente) ; Cussac (Dordogne)), plus septentrionaux (Belgique :grottes de La Vilaine Source, Hotton), et plus méridionaux (grottes Chauvet (Ardèche) ; Clamouse (Hérault)). GENTY Dominique Glaciations et crises biologiques : exemple de l'épisode fini-ordovicien (archives sédimentaires, paléo-environnements et biodiversité, cycle du carbone) GHIENNE Jean-François Evolution du Climat et du CO2 Atmosphérique de la dislocaTion de la Pangée à nos jours (ECLAT-Pangée) GODDÉRIS Yves

Origine des accidents climatiques depuis 50 ka en Atlantique: hautes latitudes? zônes tropicales? GROUSSET Francis Les climats Crétacés GUILLOCHEAU François Contrôles des variations paléo-environnementales sur le versant Sud-Himalayen depuis 10 Ma HUYGHE-MUGNIER Pascale Importance des contraintes paléoenvironnementales et paléogéographiques pour l'origine et l'évolution des primates anthropoïdes en Asie du Sud et Afrique du Nord JAEGER Jean-Jacques Signature climatique des Interglaciaires dans les Tufs Européens, réponse des Environnements et impact sur le Peuplement paléolithique (SITEP) LIMONDIN-LOZOUET Nicole Impact des changements tectonique, climatique et océanographique sur la productivité océanique et les gaz à effet de serre au cours des derniers 6 millions d'années dans le Pacifique du sud-est MARTINEZ Philippe Érosion et Circulation océanique dans l'Océan Indien au Cénozoïque décryptées à l'aide des traceurs isotopiques à longue période et des reconstructions géodynamiques MEYNADIER Laure Dynamique spatio-temporelle des paléoenvironnements postglaciaires du bassin de la Durance (Alpes du Sud, France) : contribution systémique à partir de marqueurs sédimentologiques, paléoécologiques et archéologiques MULLER Serge Modifications biotiques et accumulation de la matière organique en réponse aux changements climatiques : exemples jurassiques (Toarcien, Jurassique supérieur) NEIGE Pascal Evolution des grands cycles biogéochimiques durant le Protérozoïque : d'un environnement archaïque à un environnement moderne NÉDÉLEC Anne Les changements du cycle du carbone au cours du dernier cycle glaciaire PAILLARD Didier Les paléomilieux africains mio-pliocènes et la dichotomie grands singes - hommes PICKFORD Martin Crises sédimentaires des systèmes carbonatés et crises biotiques : rôle des paléoclimats PITTET Bernard Paléoenvironnements des hominidés Mio-Plio-Pléistocènes en Afrique Centrale et Orientale ROCHE Hélène, VIGNAUD Patrick Variations paléoclimatiques en milieu continental à des latitudes moyennes déduites d'un concretionnement stalagmitique formé depuis 780 000 ans jusqu'à nos jours (grotte de la Basura en Ligurie Italienne) ROUSSEAU Louis Etude comparée de l'évolution à haute résolution des évènements climatiques et des activités anthropiques dans les Alpes méridionales françaises au cours des deux derniers millénaires VERON Alain Quantification de l'impact des forçages climatiques/anthropiques passés et futurs sur les circulations dans le Bassin de Paris VIOLETTE Sophie Premiers peuplements humains au nord de la Thaïlande ZEITOUN Valéry

Lundi 15 octobre 08h30-9h00 : Accueil 9h00-9h30 : Anne-Marie Lézine, Bruno Goffé

Introduction du Colloque

9h30-10h00 : Conférence introductive : Gilles Ramstein Les périodes glaciaires de l'Histoire de la Terre du Quaternaire au Protérozoique Discussion : 10 minutes 10h10-10h25 : Dominique Genty, D. Blamart, B. Ghaleb, J.-M. Geneste Etude de la variabilité climatique à partir de l’analyse isotopique des spéléothèmes du Sud de la France : chronologie et amplitude d’événements climatiques abrupts pendant le dernier cycle climatique. 10h25-10h40 : D.-D. Rousseau, Pierre Antoine, S. Kunesch, C. Hatté, C. Gauthier, A. Sima, O. Moine, J. Rossignol, F. Lagroix., A. Lang, L. Zoeller, M. Fuchs, N Gerasimenko, S. Markovic Changements climatiques millénaires dans les dépôts loessiques US et européens: Corrélations entre enregistrements continentaux, océaniques et des glaces du Groenland. 10h40-11h10 : Café 11h10-11h25 : Anne Alexandre, F. Sylvestre, J. Crespin, C. Sonzogni, C. Paillès Signification de la signature δ18O des silicates biogéniques continentaux (phytolithes et diatomées) 11h25-11h40 : Franck Bassinot, J.-P. Valet, Y. Guyodo Existe-t-il une relation entre le climat et le champ magnétique terrestre à l'échelle des variations orbitales? 11h40-11h55 : Emmanuelle Pucéat, J. Besse, J.F. Deconinck, Y. Donnadieu, F. Fluteau, F. Guillocheau, B. Huber, R. Jacob, C. Lécuyer, D. Neraudeau, R.T. Pierrehumbert, G. Ramstein, C. Robin, D. Roche Les Climats du Crétacé 11h55-12h10 : Yves Goddéris, Y. Donnadieu, G. Dromart, R. Pierrehumbert, F. Fluteau, R. Jacob, G. Ramstein, C. Lézin, B. Andreu

Climate and atmospheric PCO2 evolution from the Pangea dislocation to the present day

12h10-13h45 : Buffet

CLI

MA

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Les stalagmites de la grotte de Vilars – crédit photographique D.

Lundi 15 octobre

13h45-14h15 : Conférence introductive : Jean Broutin, M. Berthelin Les paléoflores « mixtes » permiennes de la marge sud téthysienne : signification paléogéographique et paléoclimatique.

Discussion : 10 minutes

14h25-14h40 : Anne Nédélec, G. Le Hir, E. Font, M. Macouin, L. Vieira, Y. Goddéris, G. Ramstein, M. Elie, J.-J. Alvaro, R.I.F. Trindade, A. Nogueira, G. Halverson, M. Ader, F. Poitrasson, B. Pokrovsky Evolution des grands cycles biogéochimiques au Protérozoïque: la sortie de glaciation “Boule de Neige” et ses conséquences

14h40-14h55 : Marco Vecoli, G. Clément, P. Gerrienne, B. Meyer-Berthaud, A. Riboulleau, T. Servais, P. Steemans The terrestrialization process: modelling complex interactions at the biosphere-geosphere interface – results and ongoing investigations

14h55-15h10 : Bernard Pittet, E. Mattioli, G. Suan, B. Gréselle, F. Giraud, P. Léonide, M. Floquet Crises sédimentaires des systèmes carbonatés et crises biotiques : rôle des paléoclimats

15h10-15h40 : Café 15h40-15h55: Vincent Fernandez, P. Tafforeau, E. Buffetaut, V. Suteethorn Evolution of continental environments and climates in Southeast Asia from the Late Jurassic to the mid-Cretaceous: 3D imaging of enigmatic tiny eggs with embryos from the Lower Cretaceous of Thailand using phase contrast X-ray synchrotron microtomography. 15h55-16h10 : Pierre-Olivier Antoine Évolution néogène du Bassin amazonien occidental et biodiversité : relations avec la géodynamique andine

16h10-16h25: Rachid Cheddadi, L. François, M. Demarteau, A. Roujjati, A. Baali Past climate changes in Morocco and potential impacts on some plant species

16h30 : Posters

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Ambre d’Amazonie – crédit photographique P.O. Antoine

Mardi 16 octobre

9h00-9h30 : Conférence introductive : Patrick Vignaud L'environnement des Hominidés miocènes en Afrique Centrale, comparaison avec l'Afrique Orientale Discussion : 10 minutes 9h40-9h55 : Hélène Roche, J.-R. Boisserie Recherches pluridisciplinaires dans la Formation de Nachukui (West Turkana, Nord Kenya) 9h55-10h10 : Yaowalak Chaimanee, J.-J. Jaeger et collaborateurs Importance of paleoenvironmental and paleogeographic constraints for the origin and early stages of Anthropoid evolution in South Asia and Northwest Africa

10h10-10h25 : Boris Vannière, D. Colombaroli, E. Chapron, W. Tinner, M. Magny Climate versus human-driven fire regimes in Mediterranean landscapes: the Holocene record of Lago dell'Accesa (Tuscany, Italy). 10h25 : Posters et Café

12h30-14h00 : Buffet

14h00-14h15 : M. Balasse, Anne Tresset, E. Blaise, J.-D. Vigne, D. Helmer, S. Bréhard, K. Dobney, M.-P. Horard-Herbin, M. Magny. Contraintes climatiques et développement de l’élevage néolithique en Europe occidentale à la transition Atlantique / Sub-Boréal (4e millénaire av. J.-C).

14h15-14h30 : Eric Crubezy, M. Gibert, V. Balter Modalités de peuplement de la Iakoutie (Sibérie orientale);

Adaptations biologiques et culturelles; Intérêt des analyses biochimiques.

14h30-14h45 : Christophe Morhange Colmatage des rias et mobilité des ports antiques en

Méditerranée et en Mer Noire.

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Momie iakoute – crédit photographique E. Crubézy

Mardi 16 octobre

14h45 : Discussion générale autour des trois thèmes du colloque avec présentation des synthèses (15 minutes) et discussions (30 minutes) : Thème 1 « CLIMAT » présenté par Gilles Ramstein Thème 2 « BIODIVERSITE » présenté par Jean Broutin Thème 3 « HOMMES ET HOMINIDES » présenté par Michel Brunet

17h00 : Fin du colloque

____________________ ECLIPSE II Programme Interdisciplinaire de l’INSU 2003-2007 Direction Scientifique : Dominique Le Queau Coordination: Anne-Marie Lézine et Gilles Ramstein, LSCE Saclay Membres du Comité Scientifique :

Jean Besse, IPG Paris Luc Beaufort, CEREGE Aix-en-Provence Henri Galinié, CITERES Tours Christian France-Lanord, CRPG Nancy Elisabeth Verges, ISTO Orleans Jean Broutin, Paléobiodiversité et paléoenvironnements, Paris Michel Brunet, Géobiologie, Biochronologie et Paléontologie Humaine, Poitiers Michel Magny, Chrono-Ecologie, Besançon Joël Guiot, CEREGE Aix-en-Provence Rachid Cheddadi, ISEM Montpellier Francesco D’Errico,PACEA Talence Yves Godderis, LMTG Toulouse Christophe Lecuyer, PEPS Villeurbanne Remerciements : Lydie Guillerot

Dis

cuss

ion

géné

rale